ĐỊNH LUẬT RƠI TỰ DO

Định luật rơi tự do. Khi xưa chúng tôi là A0, là học sinh phổ thông được học trong môi trường sinh viên đại học của Đại Học Tổng Hợp. Chúng ...

Định luật rơi tự do.

Khi xưa chúng tôi là A0, là học sinh phổ thông được học trong môi trường sinh viên đại học của Đại Học Tổng Hợp. Chúng tôi ở phòng đầu hồi, nghịch như quỷ. Nói về nghịch thì chắc vài cái face chưa thể kể hết, toàn nghịch nghê nghịch gớm chứ không ngoan hiền chút nào. Ngay như cái giường sắt 2 tầng của trường phân cho tôi dùng cũng bị tôi cưa ra để lấy lõi sắt làm nam châm điện là các bạn biết rồi đấy.

Ngày ấy các phòng phía bên ngoài có các anh sinh viên A4T khoa toán. Tôi không mấy biết về các anh ấy, nhưng cứ phải đi qua các phòng này nên tôi cũng dè chừng, bởi thấy sợ một anh nghe nói bị hủi. Chả biết có bị hủi thật không nhưng anh ấy bị các bạn gọi là Hausdorff. Tôi cũng chả hiểu Hausdorff là gì, mãi sau này mới biết đấy là tên của không gian topo thỏa mãn tiên đề phân tách Hausdorff. Theo năm tháng mọi việc trôi qua dần dần, tôi sang học trường MGU. Thời sinh viên tôi cũng tập tọe yêu nhăng nhít. Loại như tôi thì chả biết tán gái, vì lúc nào cũng có nhiều bạn gái tôn sùng. Tôi thấy bạn gái phổ thông và đại học thì có thể được chia ra làm hai loại, loại xửng cồ và loại thùy mị. Loại xửng cồ là nói bất luận cái gì nó cũng choảng cho, loại thùy mị thì nói cái vô lý đùng đùng nó vẫn nghe theo. Tôi thấy các bạn gái trong trường nói chung là thùy mị, còn loại xửng cồ không nhiều nhưng khi đi chơi hai đứa với nhau chúng vẫn thùy mị. Khổ thế, cứ sống mãi trong nhung lụa là chả có được một kỹ năng nào ra hồn. Về sau này mấy mợ tỉ tê "ông chỉ có mỗi kỹ năng lấy thịt đè người". Kết tội thế là hỏng hết cả một thời thi vị. 

Suy ra cho cùng thì cũng chả oan sai, bởi ngay khi tán gái tôi cũng có kế hoạch đàng hoàng, tỉnh như sáo không hề mơ mộng hão huyền. Yêu có tính có toán "ra tấm ra món", mưu mô xảo quyệt chứ đâu có phiêu phiêu gì. Để khỏi mất thời gian, những lúc bỏ học toán đi ngồi cặp kè nghe giảng với gái các khoa khác, là tôi chú ý nghi chép đàng hoàng, và luôn đọc trước để hiểu các ngành khoa học ấy. Gái phục lăn, có bao nhiêu kiến thức biết được là nhồi nhét hết cho tôi. Chả thế mà tôi làm hộ luận văn cho các khoa khác ngon. Cứ mỗi bạn gái với tôi là một phạm trù kiến thức là một sự nỗ lực để học thêm một cái gì đấy. 

Thế rồi tôi được biết rất nhiều các con vi trùng, vi khuẩn đáng sợ mà lại mang tên các nhà khoa học đáng kính. Kiểu như vi trùng hủi thì được gọi là vi trùng Hansen -- do vào năm 1873 Dr. Gerhard Henrik Armauer Hansen đã phân tách thành công loại vi sinh vật gây bệnh hủi. Thú thật là lúc đầu tôi thấy việc gọi tên này rất phản cảm, bởi tôi luôn tôn sùng các nhà khoa học -- hệt như khi xưa tôi tôn sùng Bác Hồ. 

Vòng vèo là thế rồi để đến đoạn nói về định luật rơi tự do. Rơi tự do đâu có khiến cho học sinh phổ thông nhớ gì, nhưng hành động phi thân từ tầng 8 của một quan chức sáng láng, đứng đầu ngành giáo dục, Lê Hải An, thì có thể là một sự kiện khiến nhiều thế hệ học sinh ghi nhớ và thuộc bài. Hàng trăm triệu học sinh có cơ hội quan tâm tới kiến thức khoa học có thể là một cơ hội cho đất nước đi lên. Vì sao chúng ta lại mặc cảm nhỉ? Ai rồi cũng qua đi nhưng dân tộc thì còn lại. 

=====

Rơi tự do.

1- Trong chân không, tất cả mọi vật bắt đầu rơi ở cùng độ cao đều rơi tiếp đất cùng một thời gian như nhau. Vận tốc rơi tỷ lệ thuận với thời gian và hệ số tỷ lệ là gia tốc. Ở độ cao lớn hơn gia tốc nhỏ hơn. Các vật ở quá xa thì quá trình rơi vào nhau tạo ra chuyển động của chúng theo định luật Kepler. 

2- Khi vật tham gia nhiều chuyển động thì các chuyển động được diễn ra độc lập (nguyên lý tổng hợp các chuyển động) 

3- Tốc độ phát nổ là 3200m/s

Lưu ý. 

1- Rơi trong môi trường không khí, vật chịu lực cản của không khí và vì thế nếu một người bị ngã và giang tay ra cản thì dù rơi tự do ở độ cao bao nhiêu cũng tiếp đất cùng vận tốc chỉ khoảng 54m/s, như rơi ở độ cao khoảng 100m.

2- Nếu vô tình bị rơi ở độ cao khoảng dưới 15m và biết cách tiếp đất bằng hông thì chẳng những không chết mà y học hiện đại vẫn có thể chữa trị để đi lại bình thường. 

 

===== 

Bài tập 

Trong ảnh khoảng cách 2 bánh ô tô được cho là bằng 2m, khoảng cách giữa 2 tầng là 3m. Khi ấy thời gian tiếp đất là 2.21 giây và vận tốc lao ra là 13km/giờ.

Trường hợp khoảng cách giữa các tầng là 2.5m và khoảng cách giữa 2 bánh ô tô là 1.5m thì thời gian tiếp đất là 2 giây và vận tốc lao ra là 10km/giờ.

Bạn Nguyễn Thanh Quang cho tôi ảnh chụp vị trí ngã. Nó ở gốc cây và chúng ta có thể nhìn thấy rõ các viên gạch lát. Kích thước gạch lát là 30cm và ngoài ra còn chiếc oto đang đậu quay đầu vào tường. Chúng ta đếm được 6 viên gạch, và áng vào vị trí của chiếc ô tô theo chiều đi của viên gạch. Như vậy ước lượng xác chết rơi ở khoảng cách 3m tới chân tường. Thời gian tiếp đất là khoảng hơn 2 giây từ đây suy ra vận tốc lao ra khỏi lan can là khoảng 5km/giờ.

Trên ảnh có mũi tên mờ mờ, nếu đấy là vị trí rơi thì nó vào khoảng giữa ô tô. Khoảng cách từ điểm giữa tới nũi oto là 1.8m và oto đỗ cách tường 0.4m. Vậy khoảng cách vết máu đến tường là khoảng 2.2m. Từ đây suy ra vận tốc lao ra khỏi lan can là khoảng 3.5km/giờ.

Kể cả với vận tốc 3.5km/giờ thì đây khó có thể là vụ chết do bị rơi vô ý. Ngoài ra lan can sắt cao khoảng 1m, để vận tốc lao ra bên ngoài lan can 3.5km/giờ thì cú va vào lan can cũng khá mạnh.

Vết máu khá tròn vậy nạn nhân bị lao đầu xuống sân. Nếu nạn nhân vô tình ngã khi ngồi trên lan can và trong quá trình rơi nạn nhân va vào một vật cản bị bật ra thì rất có thể vị trí của cú va ấy là sau khi rơi 1.8 giây, khi ấy vận tốc là 17.5m/giây và ở độ cao khoảng 10m tính từ mặt đất. Sau khi va vào vật cản nạn nhân tiếp tục rơi thêm 0.8 giây bị văng ra xa với góc 15 độ và vận tốc văng khoảng 2.5m giây. và vị trí thân thể ở xa chân tường nhất khoảng 2.5m

Như vậy nếu chúng ta không nhìn thấy một vật cản hữu hiệu nào nhô ra bên ngoài, ví dụ như tường phẳng, thì đây là cú lao ra ngã với vận tốc lao ra là 3.5km/giờ, còn như nếu ở độ cao khoảng hơn 10m kể từ mặt đất có một vật cản hữu hiệu thì đây có thể là một tai nạn do vô ý ngồi trên lan can ngã xuống.

Do nạn nhân có khối lượng khoảng 80kg và vận tốc va với vật cản là 17.5km/giây, tức 63km/giờ, một năng lượng khá lớn được giải phóng khi va chạm. Cú va đập sẽ để lại vết khá rõ ở vật cản. Nếu nạn nhân cắm đầu xuống sàn bê tông cứng thì toàn bộ số năng lượng cú rơi dồn cả vào các mảnh vỏ hộp sọ bị vỡ với khối lượng vài gram mỗi mảnh và với tổng là khoảng 1kg. Tuy nhiên chỉ có các mảnh vỏ hộp sọ phía trên bị bắn ra nên toàn bộ động năng của cú va đập với vận tốc tiếp sân bê tông cứng khoảng gần 20m/giây, sẽ bị bắn đi với vận tốc 80kg/0.5kg*20m/s = 3200m/s. Cú tiếp đất sẽ tạo ra tiếng nổ lớn như nổ lốp xe ô tô bơm căng, mà đứng xa vài trăm mét vẫn nghe thấy. Do có vận tốc văng 2.5m/giây ra xa khỏi tường mà các vết máu có xu thế bắn ra phía xa khỏi tường, thành một hình Elips với bán trục lớn gấp khoảng 2 lần bán trục nhỏ.

Nguyễn Lê Anh